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영어

The principal objective of this study was to determine the optimal conditions for the production of biosurfactant by the indigenous bacterium, Pseudoalteromonas sp. HK-3, originating from oil-spilled areas. The relationship between total biosurfactant production and the factors affecting biosurfactant production were evaluated by statistical analysis using SPSS software. The effects of various supplemental carbon sources (e.g., glucose, dextrose, mannitol, citrate, acetate) on the maximal production of biosurfactant by the test culture of Pseudoalteromonas sp. HK-3 was then evaluated. As a result, mannitol was found in this study to be the best supplemental carbon source for the production of biosurfactant. A spot inoculation of crude cultural liquid containing the HK-3 cells generated the largest clear zone, whereas only small clear zones appeared around the spots inoculated with either supernatant only or cell pellets following centrifugation. Our results demonstrated that the HK-3 test culture supplemented with 2% mannitol at an initial pH of 6 generated the maximal amount of biosurfactant within 72 h of incubation.

한국어

일반적으로 누출된 원유를 제거하는 방법으로는 흡착포를 이용하거나, 고압수로 오염지역을 세척하거나, 오염된 지역 의 토양을 제거하는 등의 물리적방법과 화학물질에 의한 제 거방법 등이 알려져 있다. 그러나 이러한 물리화학적 방법에 서 수반되는 이차 또는 삼차 오염으로 인하여, 그 대안으로 미생물학적 제거방법이 선진국에서 제기된 바 있다 [1]. 미생 물학적 방법은 미소 환경생태계의 변화에 근거하여 문제가 제기되고 있지만, 이 제거방법은 여전히 오염지역에 미량으 로 존재하는 원유의 제거에 효과적이며, Exxon Valdez 사건 이후에 미생물에 의한 누출된 원유제거에 대한 제반사항들 이 많은 주목을 받아오고 있다 [2,3]. 원유를 자신의 에너지 원으로 사용하여 분해하는 특별한 미생물들은 자연적으로 존재하며 그들의 활성과 광범위한 기질 이용능은 뛰어나다. 원유 분해 미생물은 원유를 에너지원으로 이용하는 과정에 서 생분해하며, 생물계면활성제를 생산한다. 생물계면활성제 (biosurfactant)란 살아있는 세포에서 만들어지는 양친매성 (amphiphilicity)물질을 말하는데 미생물이 이용하기 용이하 도록 원유를 유화시키며, 이 과정에서 오염된 지역의 정화가 가능하다. 미생물이 생산하는 생물계면활성제는 여러 이점을 가지는데 생분해가 화학적 계면활성제보다 우수하고, 독성이 낮으며, 다양한 구조를 가지고, 발효에 의하여 대량생산 가능 하며 유류회수에 우수하다. 또한 항진균성과 항균 활성을 나타낸다 [4]. 미생물의 종류에 따라 생산하는 생물계면활성제의 종류 또한 다양한데, 다당류와 포화 또는 불포화 지방 산에 따라 glycolipid, lipopeptide, lipoprotein, phospholipid, fatty acid, polyneric surfactant, particulate surfactant로 분류된다. 그 중 glycolipid의 종류인 rhamnose가 가장 많이 알려져 있으며 Pseudomonas aeruginosa에서 최초 보고되었 다 [5]. 또한 Polymeric biosurfactant 종류인 emulsan은 매우 효과적인 유화제로 Acinetobacter calcoaceticus 등이 생산하 며 매우 낮은 농도로도 물속의 탄화수소를 유화시킨다고 알 려져있다 [6,7,8]. 이밖에도 생물계면활성제를 생산하는 균주 로는 Acinetobacter, Arthrobacter, Bacillus, Corynebacterium, Micrococcus, Norcadia, Pseudomonas, Rhodococcus 등이 알려져 있으며 실제로 유화제 등은 생산되어 이용되고 있고, 기름의 유화 뿐만 아니라 암석의 기름막 분리에도 도움을 준다 [9]. Banat 등 [10]은 Kuwait Oil Company의 시험에서 생물계면활성제를 이용하여 기름 저장 탱크를 정화시켰고, 유화된 슬러지로부터 탄화수소를 회수하였다고 보고한 바 있다. 현재 생물계면활성제는 환경정화, 미생물 원유회수 촉 진, 의료분야, 농업분야, 화장품 산업분야, 식품분야 등 다양 하게 이용되고 있다. 본 연구실에서는 태안의 원유유출지역 에서 분리한 원유분해능이 우수한 Burkholderia sp. HK-1, Arthrobacter sp. HK-2, Pseudoalteromonas sp. HK-3 등 을 분리하였으며, 본 연구에서는 이들 3가지 균주가운데, Pseudoalteromonas sp. HK-3의 배양에서 생물계면활성제 생산에 영향을 미치는 부가탄소원의 종류, 선택된 부가탄소 원 농도, 생장시간, 그리고 초기 배양액의 pH 등에 대한 최적 조건을 조사하였다.